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第1級陸上無線技術士、第1種伝送交換主任技術者、第1種アナログ工事担任のTOITAが航空無線を目指す、皆様のお手伝いをします。



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期受験直前講座 (4)枝路に流れる電流の解答

          第13期受験直前講座
       (4)枝路に流れる電流の解答


今回は、前回出題しました抵抗の直列回路と並列
回路の 演習問題の解答と 解答の仕方についてお
話をしました後、 枝路の電流の求め方を お話致し
ます。

演習問題(7)の解答と解答方針

 問題
   75 [Ω] (オームと読みます)と 25 [Ω] の 抵
   抗を 直列に接続した場合の 合成抵抗値を求
   めて下さい。

 [解答]

   直列回路ですので合成抵抗を R としますと。

   R = 75 [Ω] + 25 [Ω] = 100 [Ω]

   となります。

演習問題(8)の解答と解答方針

 問題
   6 [Ω] と 3 [Ω] と 2 [Ω] の抵抗を各1つづ
   つ並列接続 (3つの抵抗を並列接続) した場
   合の合成抵抗値を求めて下さい。

[解答]
   同じく求める合成抵抗を R としますと。
   前回の赤枠の式にそれぞれを R1、 R2、 R3 と
   して式に入れて見て下さい。

  R = 1/( 1/6 + 1/3 + 1/2)
    = 1/( 1/6
+ 2/6 + 3/6 )
     = 1/(6/6)
    = 6/6
    = 1 [Ω]

   となります。



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するかどうか 全然分からない状態で受験しているでしょうか

有る程度、 合格が見込めるので頑張ってこられたのでは、
ないでしょうか?
合格が見込めるのは、受験指導のプロがいるからです。
それでは、 「航空無線通信士」の試験は、 どうでしょうか?
どんな勉強をどれだけすれば合格出来るかお分かりでしょ
うか?
分からずに暗記に頼るのは、無謀です。
目隠しをして車を運転する様なものです。
実際に60%以上の方が、この方法で失敗しています。
その数は、近年、上昇傾向にあります。

合格する為には、合格する為の方法があります。
当塾の受講生の方が、合格の手ごたえを感じながら、受
験勉強が出来るのは、勉強方法がわかり、理解出来るから
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TOTIAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期受験直前講座 (4)枝路に流れる電流その1

          第13期受験直前講座
        (4)枝路に流れる電流その1


今回と次回の2回に分けて、電気回路の計算の基礎である、
抵抗の直列回路と並列回路の計算の仕方の復習をいたしま
す。
その後、演習問題を出題いたします。
演習問題の最後に 直並列回路の枝路に流れる電流の演習
問題を出題いたします。枝路に流れる電流については、お話
をしていませんが、 まずは、 ご自分で今回のお話の内容を
元に考えてみて下さい。
解答は、次回、行います。


(1)直列接続時の合成抵抗値
   
  電池の電圧:Vに抵抗R1、R2、R3が直列に接続されていま
  す。
  そこに流れる電流:I は、 合成抵抗を R とした時の R によ
  り決まります。

  回路の左から流入する電流と、3つの抵抗を通って
出てき
  た電流
の値は、同じです。(回路上の何処でも同じ電流
  流れる と言う事は、大変重要 ですので忘れないで下さい
  
。)

  例えば、 中が詰まっているパイプに 息を吹き込んだとしま
  す。
  しかし、中が詰まっていますので息を吹き込む事は、 出来
  ません。 よってパイプの反対側から息が出て来る事は、
  ありません。
  
  そこで、 パイプの詰まりを少し取り除いてやり、息を吹き込
  みますと
反対側から、吹き込んだ息と同量の息が出てきま
  


  それでは、以上の事を頭に入れて合成抵抗:R を求めてみ
  ます。
  まず、 どの抵抗に流れる電流も同じです。 これは、パイプ
  中が所によりつまり具合が違っても息の流れる量は、何
  処でも同じである事と等価です。各抵抗の両端の電圧は、

      V1 = I・R1 、 V2 = I・R2 、 V3 = I・R3

  となります。
  パイプの中の所によるつまりを個々の抵抗と考えますと 同
  じ息の量が流れている パイプの所によるつまり具合に応じ
  て圧力が発生します。 正に、これが、それぞれの抵抗に両
  端に発生する電圧です。
  電池の電圧は、V です。 各抵抗の両端電圧を足すと電池
  の電圧
と同じ
にならなければおかしいですね。
  よって

      V = V1 + V2 + V3
        = I・R1 + I・R2 I・R3
        = I ・(R1 + R2 + R3)

   (R1 + R2 + R3) = V/I
       = R

  よって合成抵抗の値:R は、

       
 R = R1 + R2 + R3

  
となります。 抵抗の数は、関係ありません。 抵抗の数だけ
  個々抵抗の値を足せば良いのです。


(2)並列接続時の合成抵抗値


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期受験直前講座 (3)電磁気に出て来る単位の解答

        第13期受験直前講座
        (3)電磁気に出て来る
            単位の解答



今回は、前回出題いたしました演習問題の解答を行います。
皆様方の中には、この問題を見て航空無線通信士の試験が
一通り、 大まかな項目だけを覚えただけでは、 合格出来るも
のでは、ないと思われた方もいらっしゃるのでは、ないでしょう
か?

その通りです。この様な問題が出来るか出来ないかで合否を
分けてしまうのです。

この問題が出来た方は、 普段から コツコツと勉強されてきた
方だと思います。
この様にコツコツと勉強されてきた方が合格されます。
しかし、今回は、 試験迄に時間がありますのでここでしっかり
勉強しておいて下さい。

それでは、演習問題の解答を行います。
お話が長くなりますので、今回は、演習問題の出題は、ありません

[演習問題6]
以下の記述の内、 正しいもは、”1”、 間違ってるもは、”2”と
答えて下さい。

1.キャパシタンスの単位は、[H](ヘンリー)である。
2.電束の単位は、[Wb](ウエーバー)である。
3.磁束密度の単位は、[G](ギガ)である。
4.電束密度の単位は、[T](テスラー)である。
5.磁界強度の単位は、[A/m]である。
6.起磁力の単位は、[V](ボルト)である。


[解答]
1.キャパシタンスの単位は、[H](ヘンリー)である。
答え   2

 (解説)
 キャパシタンスとは、静電容量の事です。
 電気とは、原子から電子が離れ状態を言います。
 マイナスの電気を持った電子と プラスの電気を持った陽子
 の数が原子の中で同じ時、原子を外から見た時、電気的に
 プラスマイナス”0”で電気的性質は、見られません。
 このプラスとマイナスの電気を持った物を 電荷と言う大きさ
 も形も無い物で考えます。
 この電荷を蓄える物がコンデンサー(キャパシター)です。

 電荷の単位は、[C](クーロン)です。コンデンサーは、2枚の
 金属板で絶縁物を挟んだ物です。
 この金属板の両端電圧が1 [V] の時、1 [C] の電荷を蓄えら
 れる容量を 1[F] (ファラッド) と言います。

 単位とは、この様に何かが”1”で”1”の何々をする事を”1”
 何々と言いますと言う言い方をします。
 例えば、速度の単位は、1秒間に1m進む速さの事ですので
 1 [m/s]です。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期受験直前講座 (3)電磁気に出て来る単位

          第13期受験直前講座
        (3)電磁気に出て来る単位



今回は、電磁気で用いられる単位に関する演習問題です。
この手の問題を解答出来るかどうかは、運しだいと思われる
方が多いと思います。
その理由は、単位の背景が分からないので、暗記するしかな
いと思われるからでは、ないでしょうか?

試験問題の問い方としては、間違っている記述の番号を選べ
とか正しいものは、”1”、間違ってるものは、”2”と答えろと言
う具合ですが、 この手の問題は、5つほどある問題の全ての
意味が分からないと答えられない様に作られています。
その問題文の1つでも分からなければ解答できません。

当講座では、 その意味を今回出題します演習問題の解答で
解説いたします。
よって、今回出題します演習問題は、解答できなくても結構で
す。
但し、 次回解答をお伝えします時にその意味をお話しますの
でその時、理解してください。
理解することで、この手の問題で得点が出来る様になります。
勿論、分かる方は、挑戦してみて下さい。

それでは、平成18年2月期に 出題された問題をアレンジして
出題いたします。


[演習問題6]
以下の記述の内、 正しいもは、”1”、 間違ってるもは、”2”と
答えて下さい。

1.キャパシタンスの単位は、[H](ヘンリー)である。
2.電束の単位は、[Wb](ウエーバー)である。
3.磁束密度の単位は、[G](ギガ)である。
4.電束密度の単位は、[T](テスラー)である。
5.磁界強度の単位は、[A/m]である。
6.起磁力の単位は、[V](ボルト)である。

解答及び解説は、次回お伝えします。



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期受験直前講座 (2)電気力線及び電流と磁界他の解答

          第13期受験直前講座
           (2)電気力線及び
          電流と磁界他の解答

今回は、前回出題いたしました演習問題の解答を行い
ます。

[演習問題3]
図-4 の様に正の電荷と負の電荷が存在します。
この時、A、B、C、D と書いていある矢印の根元の茶色
の丸の点での電界の方向は、A でしょうか?B でしょう
か? C でしょうか? D  でしょうか?


[解答]
電気力線は、 ”+”の電荷から出て”-”の電荷に入りま
す。
そして、電気力線の接線方向は、その場の電界の向き
と一致します
以上の事から答えは、”A”

[演習問題4]
次の記述は、電磁力に関するフレミングの左手の法則
について述べたものです。
(   ) 内に入れるべき字句の組合せの内 正しい番号
を選んで下さい。

(1)左手の親指、人差し指及び中指を互いに直角に曲
   げた時、親指が ( A ) の向きを表す。
(2)(1)の人差し指は、( B ) の向きを表す。
(3)(1)の中指は、( C ) の向きを表す。

    A        B       C
1  電磁力    電流    磁界
2  電磁力    磁界    電流
3  磁界      電磁力   電流
4  磁界      電流     電磁力
5  電流      磁界     電磁力

[解答]
フレミングの法則には、左手と右手が有りました。
左手の法則の応用は、 モーターです。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期受験直前講座 (2)電気力線及び電流と磁界他

           第13期受験直前講座
       (2)電気力線及び電流と磁界他

今回は、 「電気力線」と「フレミングの法則」についての
演習問題を出題いたします。

[演習問題3]
図-4 の様に正の電荷と負の電荷が存在します。
この時、A、B、C、D と書いていある矢印の根元の茶色
の丸の点での電界の方向は、A でしょうか?B でしょう
か? C でしょうか? D  でしょうか?



[演習問題4]
次の記述は、電磁力に関するフレミングの左手の法則
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期受験直前講座 (1)クーロンの法則と電界の解答

            第13期受験直前講座
         (1)クーロンの法則と電界の解答

今回は、前回出題致しました演習問題の解答を行います。

[演習問題の1]
 次の記述は、クーロンの法則について述べたものです
 (  )の内に入れるべき字句を下の語群から選んで答えて下
 さい。

 (1)二つの点電荷の間に働く力の大きさは、それぞれの点電
    荷の大きさの( ア )に比例し、それらの間の距離の( イ
    )に反比例し、その方向は、両点電荷を結ぶ直線上にあ
    る。
 (2)この法則において、 二つが 異種の場合は、( ウ )方向
    に力が働き、同種の場合は、( エ )方向に働く。

 (積)   (和)   (商)   (差)
 (3乗)   (2乗)   (1乗)
 (反発する)     (吸引する) 



[解答]
(ア) クーロンの法則の式を見て頂きますと、 分子でそれぞれ
    の電荷の電気量を掛けていますので、答えは、”積”。
(イ) 式の中には、分母の距離の2乗が出てきますので、答え
    は、”2乗”。
    この問題文は、球の表面積の求め方を知らない 中学生
    向けですので、 皆様は、 球の表面積に反比例すると覚
    えて下さい。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期受験直前講座 (1)クーロンの法則と電界

        第13期受験直前講座
       (1)クーロンの法則と電界          

今回から受験直前講座として、 より実践的なお話を致
します。
今回は、クーロンの法則電界に関する演習問題を出
題いたします。 普通にクーロンの法則と言いますと「静
電気に関するクーロンの法則」を指しますが、 もう一つ
「磁気に関するクーロンの法則」があります。
電荷と、 磁極、 誘電率と透磁率をそれぞれ入れ替えま
すと「磁気に関するクーロンの法則」になります。
考え方は、 どちらも同じですので、 受験直前講座では、
「静電気に関するクーロンの法則」を扱います。
もし、2月期の試験で 「磁気に関するクーロンの法則」や
「磁界」 についての問題が出題されても、 考え方が同じ
である事を知っていれば慌てずに済む事と思います。

それでは、 「静電気に関するクーロンの法則」と「電界」
について少し、復習をした後、 演習問題を出題いたしま
す。

1.「静電気に関するクーロンの法則」の復習

 上の図をご覧下さい。 誘電率が エプシロンの 媒質の
 中に Q1 と Q2 の電荷が有ったとします。

 電荷が単独である時は、 何も起こりませんが、 電荷が
 複数個ありますとお互いの間に力:F [N] が働きます。

 力の方向    電荷が”+”と”-”の様に異なる時は、
              引き合う方向
          
電荷が”+”と”+”または、”-”と”-”
 の時は、
              反発する方向

 力の大きさ:F[N]

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期工学第9章電気回路 (7)共振回路その2

            第9章電気回路
          (7)共振回路その2

今回は、 LCRの並列共振回路のお話ですが、 お話を簡単に
する為に抵抗を除いた LC の並列共振回路といたします。
前回お話致しました LCR の直列共振回路では、 LC の値で
決まる共振周波数の所で電流が最大になりました。 並列共
振回路では、共振周波数で電流がどうなるかを考えてみます

 

1.共振回路に流れる電流

図-7の回路に流れる電流 I は、

        I = IL + IC                          
         = V/(j・ω・L) + V/{1/(j・ω・C)}    (1)

となります。
(1)式を V でくくって整理してみます。
第1項には、分子と分母に j を掛けています。

         = [ j/(j j・ω・L) +   j・ω・C ]・
V

j j = -1 となりますので、 以下の様に式を書き換えられます


        I
=[j・ω・C - j /(ω・L)] ・V      (2)
 

共振周波数では、、

        j・ω・L = j/(ω・L)



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期工学第9章 (7)共振回路その1

            第9章電気回路
           (7)共振回路その1


       
今回と次回の2回に分けて共振回路のお話をします。
共振回路は、無線には無くてはならない回路です。
共振回路がなくては、航空無線や携帯電話等の無線通信
そのものが成立しません。
それだけ重要な回路ですから無線従事者の資格試験に出
題されるのは、当然です。
それでは、共振回路とは、一体どの様な物なのかから見て
行きましょう。

1.共振とは?

共振回路のお話をする前に “共振”とは、 何かについて考
えてみます。
皆様は、小学校か中学校の頃、 U 字型の音叉を叩かれた
事があると思います。
その時、 今叩いた音叉のそばに同じ音叉を置きますと。叩
かない方の音叉が 鳴りだしたと言う事を 経験した事と思い
ます。
これを共鳴と言います。
共鳴と共振は、同じ事です。

共振の例をもう少し挙げてみます。
日本中の何箇所かにある お寺の天井に描かれている竜の
下で手を叩きますと竜が鳴いた様な音がします。
更に身近な例でいいますと、 ビンの下を持って 、 ビンの 口
の手前へ ご自分の口を当て ビンの口の 遠い方の淵へ息
を吹きます。
息は、 ビンの口の遠い方の淵で ビンの中へ入っり、 ビンの
外へ行ったりと言う繰返しを 1 秒間に 数十回から数百回(
ビンの長さによります ) 繰り返します。
この時 の息の進行方向の変化が 1 秒間に繰り返される数
( 振動数)とビンの長さで決まる振動数が 同じ時又は、その
倍の周波数の時に音がでます。 このビンの 固有の周波数
が共振周波数です。
その他、 超高層のビルが地震の周期と合って 大きく揺れる
等共振の例は、沢山あります。

2.電気回路での共振とは?


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期工学第9章電気回路 (6)力率その2

              第9章電気回路
            (6)力率その2

今回は、力率の改善についてのお話をします。その前に抵
抗:R とコイル:L の直列回路及び、 R とコンデンサー:C の
直列回路でそれぞれの、力率は、 どうなるのかを見ておき
ましょう。


1.LRの直列回路の力率

 

回路に流れる電流 :I を中心に考えてみます。
抵抗:R に流れる電流:I による電圧降下 R・I は、電流と
同位相です。
そして、 誘導性リアクタンスによる電圧降下は、XI で電
流:I より90度(π/2「rad])進んでいます。
それらを合成した電圧を V = Z I とします。
V と R・I との関係を図-10から見てみます。


      R・I = V・cosφ
       
= ZI・ cosφ
    
∴ cosφ = R/Z               (1)

ここで電力について考えてみます。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期工学第9章電気回路 (6)力率その1

            第9章電気回路
            (6)力率その1

今回は、電力の計算に必要力率のお話をいたします。
最近、大学の工学部の電気関連の学部においても、力率
を扱わないケースが有る様です。
扱わない理由は、色々有ると思いますが、力率は、難しい
ものでなく、簡単なものですので、航空無線通信士の試験
を受験される方は、 試験に出ると言う事もありますが、 簡
単ですので、今回のお話を通じて理解しておいて下さい。
そして、超簡単に 三角関数が理解出来る方法をお話いた
します。


1.電力とは?

   電力とは? と質問しますと皆様は、以下の様に答えら
   れると思います。

    P(:電力)= V(:電圧) x 電流(:I)        (1)

   直流の場合は、 (1) 式で良いのですが、 前回迄のお
   話 の様に、コイルやコンデンサーが回路内にあります
   と、 電流と電圧の間に位相差が生じてしまいますので
   、 その位相差を考慮しなければ、なりません。
  すると (1) 式は、 (2) 式の様にな ります。

    P = VIcosθ                  (2)

   ここで、θは、電圧と電流の位相差です。そして cosθ
  
力率と言います。

   何故、cosθを 電流と電圧の積に掛けるのでしょうか?
   下の図をご覧下さい。

   荷物を右側へ引っ張る様子を描いています。
   荷物を水平移動する事を物理の世界では、「仕事」と言
   います。
   仕事を W とし、力:F で 水平に距離: L だけ動かしたと
   しますと

        W = F・L                  (3)

   となります。
   上の図で θ が ”0°” つまり、地面と水平に力を加え
   れば良いのですが、図の場合、θ が ”0°” では、あり
   ません。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期工学第9章電気回路 (5)RLC直列回路

              第9章電気回路
             (5)RLC直列回路

前回迄に、RL直列回路と RC直列回路のお話をして参りまし
た。
今回は、R と L と C を直列に繋いだ場合を考えます。
その前に、前回迄の復習をしておきます。

1.誘導性リアクタンス:XL容量性リアクタンス:XC
  
コイルやコンデンサーが交流に対して示す抵抗をリアクタ
  ンスと言います。単位は、抵抗と同じく [Ω] (オームと読み
 ます。)
 コイルのリアクタンスを誘導性リアクタンすと呼び、XL で表
  わします。
  コンデンサーのリアクタンスは、容量性リアクタンスと呼び
 XC で表わします。
 XL と XC は、(1)及び(2)で表わされます。
  


     XL = ωL (=2πfL)            
(1)

    XC = 1/(ωC) (=1/(2πfC))     
(2)

2.XL 及び XC と周波数の関係
   
  XL
  周波数が 0[Hz](直流)では、0[Ω]
  周波数が高くなる程大きくなる

  XC
  周波数が 0[Hz] では、無限大の抵抗値
  周波数が高くなる程小さくなる

  
  
R

  周波数によらず、一定

3.XL、XC、R における電圧と電流の位相関係


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期工学第9章電気回路 (4)RC直列回路

            第9章電気回路
              (4)RC直列回路

前回は、R(抵抗)と L (コイル)を直列に接続した回路に
交流電源を繋いだ時にそれぞれの素子に流れる電流と
それぞれの素子の両端の電圧との位相関係を中心にお
話を致しました。
今回は、 R と C(コンデンサー)を接続した時、それぞれ
の素子に流れる電流とそれぞれの素子の両端の電圧と
の位相関係を中心にお話を致します。


1.回路に流れる電流
  RL直列回路では、L は、導線をらせん状に巻いた物
  ですので、直流でも交流でも実際に電流が流れます
  が、コンデンサーの場合、原理的な構造としては、金
  属を2枚離して並べたものですので、 コンデンサーを
  貫いて電流が流れる事は、ありません。
  ただし、コンデンサーは、電荷を貯める事が出来ます
  ので、電荷を蓄える間、及び、電荷を放出する時、
  ンデンサーの両端の導線には、電荷の移動がありま
  すので、電荷の移動、つまり、電流が流れると言う事
  になります。
  RL直列回路で、電流は、「I )は、変わらず。」と言
  う事で、回路のどの部分をとっても、 同じ電流が流れ
  ているとお話を致しました。
  RC直列回路の場合も同様で、回路のどの部分をとっ
  ても同じ電流が流れています。

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             第9章電気回路
             (3)RL直列回路

今回は、R(抵抗)と L(コイル)を直列につないだ回路について考え
ます。
もちろん、電源は、交流です。
なぜならば、 直流において、L は、ただの導線にしかすぎないから
です。

図-9を見ますとSIN波に丸の交流電源の回路図記号の上に斜体文
字で V と書かれています。
そして、見にく いのですが、R の横に RI。そして L の横に XI と書
かれています。
ここで注目して頂きたいのは、電流を示す I が斜体文字の I になっ
ている事です。
VI は、複素数表示したものです。
通常、V の上には、 点が付きますが、 ブログでの表示の関係
で付していませんが、同じものだと思って下さい。
いきなり複素数表示と言う言葉が出てきてしましたので、 複素数表
示から考えてみます。



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            第9章電気回路
          (2)抵抗の働きその2


前回は、直流回路での抵抗の働きと合成抵抗値の求め方の
お話をしました。
今回は、交流回路で抵抗がどの様に働くかのお話をします。




1.交流回路に於ける抵抗の働き
さて、 今回のテーマ。抵抗に交流を流した時の電圧と電流の
関係です。

抵抗に掛ける瞬間的な電圧を v とします。電圧の実効値(瞬
間的な電圧の値を2乗して1サイクルに渡って合計し、1サイク
ルの平均を取り平方根を取ったものです。 2 乗しませんと 交
流ですので、 ”+” と ”―” があり、合計すると ”0” になってし
まいますので 2乗して足した後、 平方根をとっています。) を
とします。
普通に皆様の家庭の コンセントに来ている電圧が 100 [V] と
言っているのは、実効値の事です。 
瞬時値:v の電圧の最大値Vmは、以下の様になります。


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               第9章電気回路
              (2)抵抗回路その1

前回、直流と交流のお話を致しました。
今回は、電気回路の基本的な素子である抵抗が直流回路でど
の様な働きをするかに付いてお話をします。
そして、 次回は、抵抗が交流回路でどの様に働くかを考えます

同じなのか違うのかを知る事が重要です。

それでは、基本的な回路でその様子を見てみます。


(1)直列接続時の合成抵抗値
   
  電池の電圧:Vに抵抗R1、R2、R3が直列に接続されています
  。
  そこに流れる電流:I は、図-1の場合、3本の抵抗を合成した
  抵抗 R 考えた時の Rにより決ま ります。

   回路の左から流入する電流と 3つの抵抗を通って出てきた
  電流
の値は、同じです。 (電池から流れ出る電流も、電池に
   戻る電流も、 回路上のどの抵抗を流れる電流も同じ値にな
   ります

   覚え方としたは、

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期工学第9章電気回路 (1)直流と交流

             第9章電気回路
             (1)直流と交流

今回より、 平成26年2月期向け講座の最後の章として、 電
気回路のお話を致します。
電気回路の後は、受験直前迄、受験直前講座を行います。
受験直前講座では、 実践的なお話やら、 通常の講座では、
お話をしてこなかった事をお話致します。

それでは、今回は、 「直流」と「交流」についてお話から始め
ます。

 
(1)直流Direct Current (DC)
図-1 をご覧下さい。1.5 [V] の乾電池に豆電球が繋がれて
います。
電流は、赤の太い矢印の方へ流れ、けして逆方向へは、流
れません。電流は、時間によらず流れる向きが一定です
これを直流と言います。

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有る程度、 合格が見込めるので頑張ってこられたのでは、
ないでしょうか?
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それでは、 「航空無線通信士」の試験は、 どうでしょうか?
どんな勉強をどれだけすれば合格出来るかお分かりでしょ
うか?
分からずに暗記に頼るのは、無謀です。
目隠しをして車を運転する様なものです。
実際に60%以上の方が、この方法で失敗しています。
その数は、近年、上昇傾向にあります。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期法規第8章総則 (2)用語の定義

              第8章総則
            (2)用語の定義
         斜体 文字は、用語の解説
         のページを参照して下さい

前回は、電波法における「総則」は、電波法が、どう言う事を目
的とした法律であるかが書かれた部分であり、 無線従事者試
験を受ける人が電波法の精神を知っているかを試す試験項目
である事をしって頂く為に、 電波法が目指す目的をお話致しま
した。
今回は、「総則」のもう一つの柱である、電波法に出て来る「用
語の定義」についてお話を致します。

例えば、電波法の中には、「無線局」と言う言葉が沢山出てき
ます。
しかし、「無線局」とは、何を指すか。どの範囲迄を言うかがは
っきりしていませんと、法律としての体をなさなくなってしまい
ます。(残念ながら最近は、不備な法律も成立している様です
。)
その為、誰が、電波法を読んでも、同じ解釈が出来る様に、「
用語の定義」がなされています。


前回も、言いましたが、「航空無線通信士」の試験においては、
「総則」は、永い事、出題されないできましたが、「航空無線通
信士」より、上級の無線従事者試験では、 良く、出題されてい
ます。
それぞれの無線従事者試験における新設問題は、その資格
より上級資格の試験範囲から出題されます。
今まで、「航空無線通信士」の試験で「用語の定義」から出題
されたのは、 「無線局」だけですが、 今回は、 新設問題が出
題される事に備えて、少し広い範囲の用語についてお話を致
します。
それでは、 「用語の定義」で定義されている用語の内の 幾つ
かの解説を行います。

1.「電波
   電波とは、300万メガヘルツ以下の周波数の電磁波を言
   う

   と書かれています。
   300万メガヘルツと覚えても良いのですが、 別の言い方を
   しますと、100万は、10の6乗です。そして、メガヘルツは、
   10の6乗です。
   よって、300万メガヘルツは、3x10の12乗ヘルツとなります
   。
   補助単位を使えば、 3 [THz] (テラ・ヘルツと読みます。) 
   になります。
   気になるのは、「以下」と言う言葉です。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期法規第8章総則 (1)電波法の目的

               第8章総則
            (1)電波法の目的
         斜体 文字は、法規の用語の
        解説のページを参照して下さい。



今回から第13期法規の最後の章として 「総則」の お話を致し
ます。
大学での電波法規の講義では、一番最初に話をしますのが「
総則」です。
「総則」には、電波法の”精神”が書かれています。
この”精神”を理解していますと、各条文が理解しやすくなりま
すので一番最初に話をする訳です。
しかし、 航空無線通信士の試験では、 平成17年2月期 以来、
出題されていませんので当講座を開講しました6年前より、一
度もお話しをしたことが有りませんでした。
そろそろ、平成26年2月期当たりで出題されるのでは?と思い
お話を致します。
「総則」は、範囲も狭く、出題されれば、得点しやすい項目です
ので、法規の総仕上げとして勉強しておきましょう。

1.「総則」とは?
 聞きなれない、言葉だとお思いの方も多いと思います。
 「総則」とは、 規則などを作る時、 その規則がどの様な目的
 のものであるかを表わした部分で 規則の最初に書かれてい
 ます。
 仮に、皆さまが、見慣れない規則名が書かれたものを手にし
 た時、最初に書かれている総則を読めば、どの様な規則であ
 るかがおおよそ、見当が付きます。

 
2、電波法の目的
 電波法第1章総則第1条には、以下の様に書かれています。


 この法律は、電波の(1)公平且つ(2)能率的な利用を確保する
 ことによって、(3)公共の福祉を増進することを目的とする



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期工学第8章電磁気 (11)L と C のまとめ

              第8章電磁気
           (11)コイルとコンデン
              サーのまとめ

今回は、コイルとコンデンサーのまとめを行います。
その後、前回出題いたしました演習問題の解答を行います。

1.誘導性リアクタンス:XL容量性リアクタンス:XC

     XL = ωL (=2πfL)           
(1)

    XC = 1/(ωC) (=1/(2πfC))     
(2)

2.XL 及び XC と周波数の関係
   
  XL
  周波数が 0 [Hz](直流)では、0 [Ω]
  周波数が高くなる程大きくなる

  XC
  周波数が 0 [Hz] では、無限大の抵抗値
  周波数が高くなる程小さくなる

  
 

3.XL、XC、R における電圧と電流の位相関係

  XL

  図-1の通り、電流に対して(電流を基準とした場合)電圧は、90°
  
(π/2 [rad])進みます

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第13期工学第8章電磁気 (10)コンデンサーその3

            第8章電磁気
         (10)コンデンサーその3


前回迄に2枚の金属板で絶縁物 (誘電体)を挟んだコンデンサー
が 電荷を蓄える仕組みとコンデンサーに電流が流れる仕組みの
お話を致しました。
今回は、 その復習と そして交流電圧を加えた時の電圧と電流の
位相関係についてお話をします。
その後、演習問題を出題いたします。


1.コンデンサーに電流が流れるメカニズム

元々、 コンデンサーは、 誘電体の両側に金属の2枚の板を向い
合わせた構造ですので、 コンデンサーの内部 ( 2枚の金属板の
間 )には、電流は、直流でも交流でも流れません。
よって、電流が流れるとしているのは、コンデンサーの両端の導
線のみです。
コンデンサーそのものを貫通して 電流が流れる訳では、 ないの
ですが、コンデンサーの両端の導線に電流が流れていますので
コンデンサーを貫いて電流が流れている様に見えます。

( この項の タイトルのコンデンサーに流れる電流のメカニズムは
、 正確には、 コンデンサーの両端の導線に電流が流れるメカニ
ズムと言う事になります。)

皆さんは、QC・V と言う大変重要な式を覚えられるいる事と思
います。 Q は、電荷。 C は、コンデンサーの静電容量、 そして
V は、コンデンサーの両端電圧です。
静電容量:C のコンデンサーに 電荷:Qが貯まるにつれて、 コン
デンサーの両端電圧:V が上昇する事を表しています。
逆に電荷を放出する時を考えますと、電荷の減少と共に、コンデ
ンサーの両端電圧が降下する事を表しています。




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            第8章電磁気
         (10)コンデンサーその2


前回は、コンデンサーが電荷を蓄える物だと言うお話をしま
した。
それでは、コンデンサーとは、充電池の様な物なのかと言う
事になってしまいます。
しかし、充電池として使うのには、蓄えられる量が不十分で
す。
コンデンサーには、もっと重要な働きがあります。
今回は、そのお話を含めて電磁気の見方としてのコンデン
サーについてお話をします。

( コイルが自己誘導を起こすと言う事が電気回路の章で重
要な意味を持つのと同様にコンデンサーも電気回路におい
て重要な意味を持ってきます。)

前置きが長くなりました。 それでは、コンデンサーの続きで
す。
コイルのお話の時に自己誘導のし易さを 自己インダクタン
スと言いました。 これを "L" で表し単位を [H] (ヘンリー)
と言いました。

コンデンサーの場合は、静電容量と言います。 単位につい
ては、前回お話をしました。 単位は、重要ですので、忘れた
方は、前回の記事を見直しておいて下さい。

静電容量は、”C" で表されます。
静電容量:C とコンデンサーに蓄えられる電荷:Q と コンデ
ンサーに蓄えられた電荷によるコンデンサーの 両端電圧:
V との間には、以下の関係があります。
Q と C と V の関係は、 オームの法則と同様に 大変重要
ですので覚えておいて下さい。

       Q  C・V (1)

コンデンサーの両端電圧は、 電荷が 一定量蓄えられる間
コンデンサーの両端の導線に 電流が流れますので、 その
間は、上昇し、電流の流れが止まったところで、上昇も停止
します。
式で言いますと、 C は、 定数で変化しませんが、 左辺のQ
が増えると右辺の V も上昇すると言う事になります。




前回以下の様な図をお見せしました。

器A は、電池に相当します。水の深さ h は、電圧:、V に相
します。そして器B は、コンデンサーです。 器の容量(大
きさ)は、静電容
量です。


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               第8章電磁気
           (10)コンデンサーその1


今回から、 前回のコイルに続いて電子回路の 重要部品であ
るコンデンサーについて3回に分けてお話をします。
また、最後には、前回出題いたしました演習問題の解答を行
います。

コンデンサーとは、原理的には、誘電体(絶縁物)を両側から
2枚の金属板で挟んだものです。
よって、コンデンサーには、電流が流れません。
電流が流れない部品が重要なのでしょうか?
実は、電流が流れないのは、直流の電圧を加えて、ある程度
の時間が経った時の話なのです。
と言う事は、極短い時間ならば、絶縁体の両側を金属板で挟
んだコンデンサーに電流が流れると言うのでしょうか?
なにやら面白そうですね。
この記事の見出しでもお話をしましたが、コンデンサーも コイ
ル同様に無ければ 無線機やアンテンそして電子機器や電気
機器 (洗濯機等主たる部品が 電子部品でなく主に交流電源
を使う機器)は、存在しません。
この様に重要な部品ですが、極めて高い周波数を扱う電子機
器や無線機の中では、 意図しないコイルやコンデンサーが形
成されてしまい、 設計通りの性能や 機能を果たさない場合が
生じてしまう厄介な物となる事もあります。
携帯電話やスマフォの開発には、必ず、ついて廻る問題です。
何故、その様な事になるかを含めてお話をします。

それでは、コンデンサーとは、何か?を具体的に見て行きましょ
う。
(1)コンデンサーとは?
  コンデンサーとは、 電気(電荷を蓄える物だと思って下さ
  い。
  電荷については、特にコンデンサーで重要ですので、 本章
  の記事を見直しておいて下さい。

(2)構造は?
  下の図をご覧下さい。 A と B は、金属板で、εと書いてあ
  るのは、誘電体(絶縁物)です。
  原理的な構造は、これだけです。
  
(3)コンデンサーの性能?

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